ما هي عملية هابر بوش؟

عملية Haber-Bosch ، أو ببساطة عملية Haber ، هي إجراء يستخدم في تصنيع الأمونيا على نطاق واسع. سميت هذه العملية باسم فريتز هابر وكارل بوش ، الكيميائيين الألمان اللذين اخترعا العملية في أوائل القرن العشرين. تم تطوير عملية Haber-Bosch لتحل محل الأساليب الأقل كفاءة التي تم استخدامها مسبقًا في إنتاج الأمونيا مثل عملية Frank-Caro. اليوم ، تستخدم عملية Haber-Bosch بشكل كبير في إنتاج الأمونيا المستخدمة في الأسمدة ، على عكس سنوات الاختراع التي كانت تستخدم فيها لتوفير الأمونيا للمتفجرات التي استخدمت في الحرب الأولى.

خلفية

تم اختراع عملية هابر بوش لتلبية المطالب العالية للأمونيا في القرن التاسع عشر. ارتفع الطلب على الأمونيا بسبب متطلباتها من الأسمدة وتصنيع أغذية الماشية. في بداية القرن العشرين ، قرر هابر التوصل إلى طريقة بديلة لدعم الطلب على الأمونيا. توصل هابر فريتز مع مساعده إلى عملية تتطلب استخدام المحفزات وجهاز عالي الضغط. كانت عملية العرض على نطاق صغير على مستوى المختبر. حدثت عملية العرض التوضيحي في صيف عام 1909. تم إنتاج الأمونيا كقطرات بمعدل 125 مل في الساعة. حصلت هذه العملية على تقدير واشترتها شركة BASF ، وهي شركة كيميائية مقرها ألمانيا. تم تعيين كارل بوش في مهمة ضمان ترقية العملية إلى المستوى الصناعي ، وهو ما فعله بنجاح في عام 1910. بدأ إنتاج الأمونيا على نطاق واسع في عام 1913 في مصنع Oppau الذي كانت تملكه شركة BASF. ضاعف المصنع إنتاج الأمونيا التي بلغت 20 طناً في اليوم بحلول عام 1914. كانت عملية هابر-بوش من الأصول لألمانيا خلال الحرب العالمية الأولى. وفاز هابر بجائزة نوبل في عام 1913 وحصل بوش على نفس الجائزة في عام 1931.

العملية

تتشكل الأمونيا من خلال عملية تنطوي على تفاعل النيتروجين والهيدروجين. تحدث العملية في درجات حرارة تتراوح بين 400 و 500 درجة مئوية. يتم تمرير غازات النيتروجين والهيدروجين على المحفزات ، مع أنظمة درجة حرارة ثابتة للحفاظ على التوازن ثابتًا. يتم تمرير الغازات على أربع مجموعات من المواد الحفازة. في كل مجموعة ، يتفاعل غاز ما يقرب من 15 ٪ لتشكيل الأمونيا. يتم تمرير الغازات التي لم تتفاعل مرارًا وتكرارًا من خلال المحفزات. في النهاية ، تفاعل حوالي 97٪ من الغازات. لا يتفاعل النيتروجين بسبب الروابط الثلاثية القوية التي تجمع جزيئاتها معًا. لضمان تفاعله مع الهيدروجين ، يلزم وجود درجات حرارة عالية ومحفزات. يتم الحصول على الهيدروجين المستخدم في عملية هابر بوش بشكل أساسي من الميثان. للحصول على الهيدروجين من الميثان ، يتم تنفيذ عملية إصلاح البخار حيث يتم وضع الغاز تحت درجات حرارة وضغط عالٍ ومحفز نيكل. لزيادة معدل الإنتاج ، تتم إزالة الأمونيا المنتجة بشكل متكرر من النظام. تشمل المحفزات شائعة الاستخدام في عملية هابر المحفزات القائمة على الحديد ، واليورانيوم ، والأوسيميوم.

الجوانب الاقتصادية والبيئية

بعد اختراع عملية هابر بوش ، كان عليها منافسة عملية السياناميد. كانت عملية السياناميد غير فعالة لأنها استخدمت كميات كبيرة من القوة والعمل. تكثفت عملية هابر إلى مستوى يؤدي إلى إنتاج ما يقرب من 450 مليون طن من الأسمدة النيتروجينية سنويًا. أدى الإنتاج الكبير للأسمدة إلى قطع مساحات شاسعة من الأراضي تحت الزراعة. زاد سماد الأمونيا من المحاصيل الزراعية وإمدادات الغذاء الوفيرة ، مما أدى إلى زيادة معدلات النمو السكاني.

موصى به

أفضل روايات العالم مبيعا
2019
ما نوع الحكومة التي لديها سان مارينو؟
2019
المجموعات العرقية للجمهورية الدومينيكية
2019